Процессы, приводящие к образованию плазмы

Теплопередача от дуги к потоку газа происходит в период их совместного нахождения в канале, поэтому увеличение длины дуги, а значит и напряжения приводит к повышению температуры и тепловой эффективности всего процесса образования плазмы. Падение напряжения и сопротивление дуги зависят от интенсивности охлаждения. Эта взаимосвязь устанавливается вследствие действия теплового пинча, влияние которого усиливается с уве- [c.17]

Процесс образования плазмы в столбе дуги, выражающийся в повышении температуры газа в столбе и степени его ионизации, сопровождается заметным увеличением отдачи энергии дугой. Рост температуры столба приводит к значительному увеличению теплопередачи излучением. В связи с повышением степени ионизации газа в дуге существенно расширяются процессы рекомбинации и молизации газа на границах столба. Все это сопровождает-56 [c.56]

Физическая основа образования лазерной искры — возникновение в фокальном пятне вследствие нагрева газа термической плазмы, температура которой может достигать 10 К. Неравномерность распределения по объему плазмы электрически заряженных частиц приводит к резкой неравномерности распределения электрического потенциала в этом объеме и, как следствие, — электрическому пробою. Пробой имеет характер миниатюрного взрыва и сопровождается яркой вспышкой. Поскольку на образование лазерной искры расходуется большое количество энергии излучения лазера и в ряде случаев ее образование нарушает ход технологического процесса с применением лазерного излучения (например, сварки), этого явления стараются избегать. [c.126]

Рассмотрим специфику процессов рекомбинации зарядов в аэрозольной плазме. Наиболее важное отличие от газоразрядной плазмы заключается в том, что столкновение разноименно заряженных частиц приводит, как правило, к образованию электрически нейтральных капель электролита, т. е. не сопровождается высвобождением полной энергии рекомбинации ионов, как это происходит в газовой фазе. В [26] обращается внимание на возможность значительного возрастания времени жизни аэрозольной плазмы, причем как идеальной, так и неидеальной. [c.186]

Образцы 8 а 9 вырезались соответственно кислородом с добавлением небольшого количества воды в плазму, с использованием в качестве рабочего газа СОг и защитной зоны резки тем же газом с применением специального устройства (рис. 3.1). В обоих случаях на кромках образцов микрошлифов отсутствовала светлая полоса — слабо травящийся слой ЗТВ. Если отождествлять наличие светлой полосы с литой зоной, то ее отсутствие в данном случае указывает на отсутствие литого слоя. Фактически это не так. Применение для плазменной резки СОг с защитой СОг приводит к резкому снижению скорости резки, образованию трудноотделимого грата и увеличению ЗТВ. На образце 9 ЗТВ составляет 0,5—0,9 мм, т. е. в 1,5 раза больше, чем при резке воздухом. Следовательно, литая зона также должна иметь место. Причем, учитывая характер процесса плазменной резки в СОг, размеры ее должны быть увеличены. [c.77]

Для плотности имеются 2 предела—нижний и верхний. Ниж. предел по плотности связан с образованием т. н. ускоренных, или убегающих электронов. При малой плотности частота столкновений электронов с ионами становится недостаточной для предотвращения их перехода в режим непрерывного ускорения в продольном электрич. поле. Ускоренные до высоких энергий электроны могут представлять опасность для элементов вакуумной камеры, поэтому плотность плазмы выбирается настолько большой, чтобы ускоренных электронов не было. С др. стороны, при достаточно высокой плотности режим удержания плазмы вновь становится неустойчивым из-за радиационных и атомарных процессов на границе плазмы, к-рые приводят к сужению токового канала и развитию винтовой неустойчивости плазмы. Верх, предел по плотности характеризуется безразмерными параметрами Му-раками M=nRjB и Хьюгелла H=nqR B (здесь ср. по сечению плотность электронов п измеряется в единицах 10 частиц/м ). Для устойчивого удержания плазмы необходимо, чтобы числа М и Я не превышали нек-рых критич. значений. [c.120]

Интересная возможность получения непрерывной генерации в послесвечении разряда открывается при использовании плазменной смеси в виде равномерно текущей струи. Напомним, что в импульсном плазменном лазере происходят три последовательных процесса первый — образование высокоионизованной плазмы, второй — охлаждение свободных электронов плазмы, третий — рекомбинация плазмы (накачка лазерных переходов). Если плазма макроскопически неподвижна, то эти процессы совершаются в одном и том же месте пространства и поэтому должны чередоваться во времени — отсюда обязательный импульсный режим работы лазера. Если же плазма движется в виде струи, то все три указанных процесса могут совершаться одновременно, но в разных областях пространства (разных участках струи). Для пояснения приводится рис. 1.50. Здесь 1 — газовая струя, 2 — область, где реализуется поперечный разряд и создается высокоионизованная плазма, 3 — область, где происходит охлаждение свободных электронов, 4 — область рекомбинации, 5 — зеркала оптического резонатора, 6 — лазерное излучение. Такая развертка последовательных процессов в пространстве (вдоль течения струи) позволяет в принципе совместить их во времени. [c.84]

Деионизация. В любой точке стационарного разряда концентрация заряженных частиц любого типа определяется равенством скоростей образования и потерь частиц в этой точке. Ионизация в плазме приводит к разделению зарядов, но электрическое притяжение ограничивает степень возможного разделения и плазма, как будет показано ниже, остается квазинейтральной. Наряду с ионизацией непрерывно происходят уравновешивающие ее процессы деионизации. К ним относятся рекомбинация заряженных частиц в нейтральные, захват электронов (прилипание), дрейф проводимости и диффузионные процессы, выравнивающие концентрацию (амбиполярная диффузия). [c.46]

Принцип работы вакуумно-плазменной установки поясняется схемой, представленной на рис. 8.9. Поток ионов металла формируется из плазмы электродугового разряда с холодным катодом. К катоду прикладывается отрицательный потенциал. Под действием приложенного напряжения ускоренный плазменный поток направляется на подложку, где происходят физико-химические процессы конденсации ионов и нейтральных атомов и образование поверхностных слоев. При напылении осуществляется подача газа в вакуумную камеру, что приводит к плазмохимическим реакциям с получением нитридных, карбидных, кар-бонитридных покрытий, а также покрытий на основе других соединений. Выбор реагента газовой среды определяется задачей получения покрытия требуемого состава. Некоторые характеристики соединений, используемых в качестве нап[.1ляемых покрытий, приведены в табл. 8,1. [c.249]

Процессы разрушения и образования О. и. очень разнообразны (табл. 4). Эффективностью этих процессов определяется роль О. и. в раал. газово-плазменных системах, Образование О. и. в газовом разряде резко снижает проводимость плазмы, а это приводит к возникновению неустойчивостей и структур в газовом разряде. Введение в газовый промежуток электроотрицат. газов повышает его пробойное напряжение. Существенны процессы с О. и. в атмосфере Земли, планет, звёзд. Отрн-цат. заряд у поверхности Земли связан с процессом 2 (табл. 4). Излучение Солнца в оптич. области спектра в большей степени создастся процессом 3 (табл. 4), протекающим в фотосфере Солнца. [c.515]

Поскольку образование капельной фазы в значительной мере обусловлено интенсивным газовыделением в катодном пятне при повышенных температурах, для уменьшения брызгового эффекта необходимо проводить тщательную предварительную дегазацию катодов. Наиболее кардинальный способ связан с устранением локальности разогрева. Торможение теплоотвода с рабочей поверхности катода приводит к установлению на поверхности катода высокой температуры, необходимой для поддержания интенсивных процессов как генерации вещества, так и эмиссии электронов. В результате возможен переход вакуумной дуги в другую форму — реализуется дуга с распределенным разрядом на горячем расходуемом катоде [36, 56]. При этом генерируется плазма с чисто ионным фазовым составом при отсутствии мик-рокапельной фазы. [c.112]

Заключительная и наиболее важная стадия процесса образования заряженных водных капель реализуется за счет изобарного сжатия объема плазмы по мере ее охлаждения. Сжатие плазмы приводит к состоянию глубокого пересыщения водяных паров, обеспечивающему при избыточных парциальных давлениях паров Ргг/Риас З- 4 эффективную переконденсацию воды на ионах и последующий рост капель до макроскопических размеров (а= = см) аналогично процессу, имеющему место, напри- [c.184]

Аргоно-плазменная резка приводит к появлению повышенной литой зоны и зоны термического влияния (ЗТВ) на кромках вырезанных деталей [14]. Форма реза характеризуется большим скосом кромок и наличием на их нижней грани трудноотделимого грата. Это обусловлено тем, что тепло плазменной дуги реализуется в основном в верхней части полости реза, вследствие чего стекающие по стенкам продукты резки в нижней части реза почти не раскисляются они недостаточно жидкотекучи и поэтому плохо удаляются газовой струей. Характерной особенностью резки с применением аргона является то, что эта плазмообразующая среда не требует высокого напряжения для возбуждения дуги и обеспечивает надежный устойчивый процесс. При этом применяется наиболее простой по конструкции плазмотрон с акисиальной подачей газа. Кроме того, аргоновая плазма по сравнению с другими средами заметно снижает образование вредных газов и аэрозолей. В связи с этим аргон чаще всего используется при ручной плазменной резке. [c.48]

В настоящее время насчитывается несколько десятков способов сварки и их разновидностей. Все они могут быть классифицированы либо по методу объединения соединяемых поверхностей, либо по виду применяемой энергии. По первому признаку все сварочные процессы можно разделить на способы сварки плавлениеми способы сварки давлением. При сварке плавлением производится расплавление кромок свариваемых заготовок и присадочного материала для заполнения зазора между ними. Повышенная подвижность атомов материала в жидком состоянии приводит к объединению деталей в результате образования общей сварочной ванны. После затвердевания сварочной ванны и возникновения сварного шва образуется прочное соединение. К способам сварки плавлением относятся дуговая сварка (ручная покрытым электродом, автоматическая под флюсом, газоэлектрическая и дуговой плазмой), электрошлаковая, электроннолучевая, газовая и термитная. [c.298]

Деионизация [5,35]. В любой точке стационарного разряда концентрация заряженных частиц любого типа определяется равенством скоростей образования и потерь частиц в этой точке. Ионизация в плазме приводит к разделению зарядов, но электрическое притяжение ограничивает степень возможного разделения и плазма, как ниже будет показано, остается квазинейтраль-ной. Наряду с ионизацией непрерывно происходят уравновешивающие ее процессы деионизации. К ним относится [c.55]

В плазменном лазере на разлетных молекулах процессы, происходящие в рекомбинирующей плазме, приводят к образованию электронно-возбужденных разлетных молекул. Эти молекулы могут образоваться, например, при рекомбинации атомов в основном состоянии (обозначим их через А (0)) с атомами в возбужденном состоянии (обозначим А (1)) 2А (0) + Л (1) -V Л 2 (1) (0). Здесь Л (1) -разлетная молекула в электронно-юзбужденном состоянии. [c.85]

Сущность электрогидравли ческой штамповки (рис. 1.18) заключается в разряде батареи конденсаторов через промежуток между помещенными в жидкость электродами. В емкости, заполненной жидкостью, располагают заготовку У, из полости под которой воздух предварительно откачивают. Процесс электрического разряда в жидкости характеризуется рядом последовательно происходящих явлений. Сначала происходит электрический пробой жидкости между электродами и образование искрового канала. Пробой начинаемся с образования лидера, Л вдгающегося от, острия поябй ихельнрго- электрода к отрицательному, если последний плоский (или двух лидеров, двигающихся навстречу друг другу от обоих электродов, если они оба острые). Затем происходит разветвление лидера с образованием тонких светящихся каналов (стрим-метров), соединение которых приводит к полному пробою жидкости. В результате происходит быстрое выделение энергии конденсаторов и частицы, находящиеся в искровом канале, сильно разогреваются. Вследствие этого жидкость со стенок канала испаряется, ее молекулы диссоциируют и ионизируются — в канале образуется плазма с температурой 15000... 25000 К. Ширина канала при этом увеличивается, в жидкости возникает расширяющийся парогазовый пузырь, резкое увеличение объема которого приводит к возникновению в жидкости ударной волны, распространяющейся со сверхзвуковой скоростью. Часть энергии, выделившейся при разряде, преобразуется в кинетическую энергию движения заготовки, в результате чего и происходит формообразование. Таким образом, имеется определенное сходство между штамповками взрывом и электрогидравлической. [c.28]

Процесс рекомбинации обычно весьма медлен по сравнению с остальными процессами установления равновесия в плазме. Дело Б том, что образование нейтрального атома при столкновении иона с электроном требует уноса освобождающейся энергии (энергии связи электрона в атоме). Эта энергия может излучиться в виде фотона (радиационная рекомбинация) в таком случае медленность процесса связана с малостью квантовоэлектродинамической вероятности излучения. Освобождающаяся энергия может быть также передана третьей частице—нейтральному атому в этом случае медленность процесса связана с малой вероятностью тройных столкновений. Все это приводит к тому, что рекомбинацию часто имеет смысл изучать в условиях, когда распределение всех частиц можно считать максвелловским. [c.131]

Альфвеновские волны — самая распространенная ветвь колебаний в лабораторной и космической плазме. Они играют вджную роль в процессах ускорения частиц в магнитосфере Земли, турбулентном перемешивании плазмы и Т.Д. При учете дисперсии эта мода зацепляется за дрейфовую, что приводит к обменному взаимодействию между волной и плаз мой из-за неоднородности. В результате свободная энергия плазмы, связанная с неоднородностью, под влиянием диссипации переходит в вихревые движения. В области пересечения мод эффектами конечного ларморовского радиуса ионов можно пренебречь, как не влияющими на зацепление, а учесть только эффекты продольного электрического поля. Выше бьши получены уравнения, учитывающие такие эффекты. С помощью этих уравнений выше было показано, что альфвеновские волны организуются в виде вихревых трубок с экспоненциально сильной локализацией. Проведенное здесь исследоващ1е их энергии показывает, что в неоднородной плазме она может стать отрицательной. Поэтому их образование выгодно энергетически подобно конденсации пара в капле жидкости. Такие вихри могут существовать и расти в плазме с широм, ус- [c.148]

Воздействие излучения на первую стенку реакторной камеры. Проанализируем процессы при воздействии рентгеновского излучения микровзрыва применительно к схеме реактора ГИТР2(Н). Как показано в предыдущих разделах, значительная часть энергии термоядерного микровзрыва оболочечной мишени может выделяться в виде теплового излучения с характерной температурой порядка сотен электронвольт. Излучение, действуя на поверхность первой стенки, приводит к испарению части ее материала и образованию слоя разлетающейся плазмы. Так как глубина проникновения в конденсированное вещество квантов с энергией, соответствующих температуре излучателя 300 эВ, не превышает 10 " см, а плотность потока излучения велика, то температура разлетающегося слоя плазмы может достигать десятков электронвольт. Вглубь вещества первой стенки при этом распространяется волна напряжения, которая может приводить к механическим разрушениям первой стенки. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...